ارزیابی توزیع مجدد خاک در اراضی تپه ماهوری کشت شده با استفاده از تکنیک های سزیم-137 و پذیرفتاری مغناطیسی در منطقه چلگرد استان چهار محال و بختیاری
چکیده
فرسایش تشدیدی در زمین های کشت شده به ویژه در مناطق دامنه ای با توپوگرافی مواج یک مسئله مهم جهانی است. از دشواری های درون منطقه ای فرسایش خاک می توان به کاهش حاصلخیزی خاک و از دشواری های برون منطقه ای آن می توان به ته نشینی گل و لای در انتهای رود ها و آلودگی آب و محیط زیست اشاره کرد. فرسایش خاک باعث هدر روی کربن آلی و عناصر غذائی خاک شده و در نتیجه حاصلخیزی و توان باردهی خاک را کاهش می دهد. دو روش کلی برای ارزیابی خصوصیات فضائی جریان رسوبات روی شیب تپه ها وجود دارد. استفاده از اطلاعات مورفولوژی خاک نظیر مشاهده افق سطحی مدفون شده و حفر پروفیل اولین روش برای بدست آوردن فرسایش و رسوب خالص است. دومین روش کلی برای کمی کردن فرسایش و رسوب خاک استفاده از موجودی رادیونوکلوئیدهای معروف به ریزش اتمی است که جذب سطحی خاک شده است. سزیم-137 (با نیمه عمر 2/30 سال) فرونشسته روی اراضی، به سختی جذب سطحی ذرات ریز خاک مانند کانی های رسی و مواد آلی شده و در افق های سطحی متمرکز می شود. توزیع مجدد و متعاقب عمودی و افقی این رادیونوکلوئید به وسیله فرایندهای فرسایش، جابه جائی و رسوب ذرات خاک کنترل می شود. تکنیک های مغناطیسی، روش هائی حساس و سریع در مشخص کردن رسوبات در محیط های آبی بوده و در مطالعات فرسایش خاک و ردیابی حرکت خاک سطحی برروی شیب تپه مورد استفاده قرار گرفته اند. در منطقه چلگرد استان چهارمحال و بختیاری، شدت فرسایش خاک در اثر فعالیت های بشر فراتر از حد طبیعی است. بنابراین اهداف این پژوهش، اندازه گیری و مقایسه نتایج شدت فرسایش و رسوب محاسبه شده با دو مدل (نسبی و بیلان وزنی) برای تخمین شدت توزیع مجدد خاک و ارزیابی همبستگی بین مقدار سزیم-137 و پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های خاک در طول ترانسکت های مورد مطالعه واقع در اراضی تپه ماهوری کشت شده و با ماده مادری آهک مارنی فسیل دار در استان چهار محال و بختیاری واقع در غرب ایران است. در ابتدا مدل رقومی ارتفاع از منطقه مورد مطالعه به روش درون یابی نقشه توپوگرافی تهیه و سپس با استفاده از نرم افزار tas خصوصیات اولیه و ثانویه توپوگرافی از مدل رقومی ارتفاع استخراج گردید. سپس روی اجزای اصلی زمین نما، ده ترانسکت ایجاد و جمعاً 100 نمونه در 50 نقطه از دو عمق 30-0 و 50-30 با سطح مقطع 50 سانتی مترمربع برداشته شد. جهت اندازه گیری سزیم-137 ، نمونه ها در معرض هوا خشک شده و از الک 2 میلی متری عبور داده شده و سپس توزین شدند. مقدار 500 گرم از نمونه ها در اسپکتروسکوپی اشعه گاما برای آنالیزهای سزیم-137 مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه، گروهی از پارامترهای مغناطیسی شامل پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین و بالا، پسماند مغناطیسی اشباع و پسماند مغناطیسی در میدان 100 میلی تسلا اندازه گیری شدند. پذیرفتاری مغناطیسی نمونه ها به وسیله دستگاهbartington در دو فرکانس 47/0 کیلوهرتز و 7/4 کیلوهرتز اندازه گیری شد. نتایج مطالعه نشان داد که در میان ویژگی های فیزیکوشیمیائی و مغناطیسی خاک، پتاسیم قابل استفاده (**58/0 r=) و پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین (**58/0 r=) بالاترین همبستگی را با مقدار سزیم-137 نشان می دهند. در آنالیز رگرسیون چند متغیره پتاسیم قابل استفاده و پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین وارد مدل رگرسیونی (**78/0r=) شدند. با این حال نتایج موید این مطلب است که استفاده مستقیم از پذیرفتاری مغناطیسی به تنهائی برای تخمین مستقیم فرسایش و رسوب کافی نیست. با استفاده روش سزیم-137 حداکثر میانگین هدررفت خاک (6/57 تن بر هکتار در سال) و تجمع خاک (75 تن بر هکتار در سال) به ترتیب در موقعیت شانه و انتهای شیب ترانسکت ها مشاهده شد. حداکثر پذیرفتاری مغناطیسی در موقعیت انتهای شیب مربوط به ترانسکت هائی (به استثنای ترانسکت های دارای شرایط هیدرومورفیک در این موقعیت) بود که بیشترین انباشت خاک (سزیم-137) را در این موقعیت داشتند. بیشترین پذیرفتاری مغناطیسی، کمترین میزان پارامتر دمغناطیسه شدن و کمترین نسبت sirm/? مربوط به ترانسکت هائی بود که بیشترین رسوب خاک (سزیم-137) را در موقعیت های پای و انتهای شیب داشتند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که ذرات بسیار ریزکانی های فری و فرومغناطیس، به ویژه نانوذرات مگنتیت و مگهمیت در اثر فرایندهای فرسایش و رسوب، به همراه ذرات رس، در طول ترانسکت های مورد بررسی (پس از فرایندهای گذشته خاکسازی) جابه جا شده اند.